Эмбрион в свободной жизни

Эмбрион в свободной жизни

Пальма первенства самых примитивных многоклеточных животных принадлежит не медузам и полипам, а губкам. Губки еще больше упростили свою организацию, нежели кишечнополостные. Жизнь их проста и однообразна. Губки, живущие в воде, питаются только тем, что в этой воде плавает и само заплывает в их дом. Выглядят губки как причудливые бокалы самой разнообразной формы и расцветки. Размеры их варьируют от нескольких миллиметров до одного метра и больше.

До середины XVIII века на губок ученые смотрели как на промежуточные формы между растениями и животными. Лишь в конце XIX века губок стали воспринимать в качестве многоклеточные животных. В отличие от колонии простейших, у губок имеются разные клетки ткани, выполняющие разные функции. Одни из них дышат, другие кушают, третьи занимаются выделением. И все вместе они образуют организм под названием губка. Долгое время губок относили к кишечнополостным. В 1892 году исследователь И. Деляж открыл у губок «извращение зародышевых пластов», и губок стали считать отдельным типом организмов. Оказалось, что у губок зародышевые пласты в процессе индивидуального развития способны меняться местами и это никоим образом не сказывается на облике взрослого организма. У всех остальных многоклеточных организмов, включая и человека разные части взрослого организма формируются из определенных зародышевых пластов.

До какой глубины деградации может дойти такое существо как человек!

Конечно, эту фразу надо воспринимать с оговоркой: деградация не относится к человеческой душе. По крайне мере, это тема отдельного изыскания. Под деградацией здесь понимается крайняя степень упрощения тела, переход его на уровень растения и даже ниже. Более того клетки, составляющие организм губок, обладают большой степенью свободы. Они выполняют возложенные на них функции независимо друг от друга, не соединяясь в какие-либо органы и ткани. Они могут свободно менять свою специализацию и выполнять иные, несвойственные до этого, функции. Клетки кроющего эпителия могут погружаться внутрь животного и превращаться в амебообразные клетки, занимающиеся исключительно питанием, и наоборот… Клетки человеческого тела так себя не могут вести. Их дальнейшая судьба определена той ролью, которую они играют в общем организме.

Таким образом, все четыре важные функции – дыхание, питание, выделение и размножение – осуществляются у губок за счет отдельных клеток. Губки не умеют избирательно захватывать только пищевые частицы, взвешенные в воде. Они поглощают все, что само плывет в их дом. Поэтому в телах губок постоянно присутствует много неорганических мелких частиц. Именно поэтому общий уровень физиологии губок не намного выше, чем уровень физиологии одноклеточных животных. Отсюда, способность к реакции у губок сильно снижена. Если долго мешать губкам жить, специально раздражая их, то наблюдается очень медленное сужение отверстий – устий и пор. Однако у губок есть одно замечательное свойство – способность к регенерации, восстановлению утраченных частей. Эта способность у губок выражена в еще большей степени, чем у кишечнополостных. Съеденный хищными рыбами бок своего тела губки достаточно быстро могут отстроить заново. Об этом свидетельствуют и классические опыты Г. Уильсона. Этот исследователь перетирал куски губок через мелкоячеистую ткань. В результате получался фильтрат, состоящий из отдельных клеток. Эти клетки проявляли признаки жизнедеятельности в течение нескольких дней. Они, как амебы, выпускали ложноножки и передвигались с их помощью. Собираясь на дне сосуда в группки, они, в конце концов, образовали бесформенные скопления. Через 6–7 дней эти скопления превращались маленькие губки. Весьма интересно также и то, что если через сито пропускать разные виды губок, то собираются вместе лишь те клетки, которые в прошлом принадлежали к одному виду губок. Образовывать единый организм с представителями не своего вида клетки отказывались. Самопроизвольное собирание клеток губок в многоклеточный организм свидетельствует о наличие некой программы, которая имеется в ядрах этих клеток.

Этими опытами была доказана и способность губок к бесполому размножению. Интересно отметить, что у высокоорганизованных многоклеточных животных и человека отдельные зародышевые клетки до стадии бластулы еще сохраняют способность развиваться в целый нормальный организм. Очень может быть, что губки являются своего рода недоразвитыми бластулами более сложно устроенных организмов. Они «скатились» к такой жизни не сразу и не вдруг. Их отделяет от зародышей древнейшего человека длинная череда превращений. В процессе своей инволюции (это слово означает буквально «свертывание») губки приобрели способность к существованию в дикой природе. Они упростились до такой степени, что потеряли всю первичную клеточную дифференцировку своих предшественников.

Понятно, что дробление или разделение оплодотворенной человеческой зиготы на дочерние клетки может проходить и вне материнского организма. При этом зародыш окружен лучистой оболочкой, под защитой который идет интенсивный процесс дробления. На седьмые сутки оплодотворенная яйцеклетка превращается в бластоцисту, в которой уже насчитывается сотня клеток. На этой стадии зародыш человека похож на губку. Внутри него есть полость – бластоцель, которая отчасти напоминает и внутреннюю полость свободноживущей губки. В таком состоянии бластоциста свободно плавает в полости матки. Она готова к имплантации в слизистую оболочку матки, но этого может и не случиться по независящим от нее обстоятельствам… например, при использовании средств контрацепции.

Можно констатировать, что оплодотворенная личинка губки, называемая амфибластулой, имеет некоторое сходство с бластоцистой человека. Она свободно плавает в воде и представляет собой пузырек, состоящий из клеток с полостью внутри. Перед прикреплением такой личинки к субстрату внешний слой клеток впячивается вовнутрь и зародыш становиться двухслойным. Однако есть и существенные различия. У человека бластула состоит из клеток разной величины. Из крупных клеток формируется эндодерма, а из мелких – экзодерма. Впоследствии у человека из экзодермы формируются кожные покровы, нервная система и органы чувств, а из эндодермы возникает выстилка кишечника. У амфибластулы губки мы видим как раз обратное отношение. Энтодерма – внутренний слой клеток личинки – почему-то оказывается на поверхности и из нее формируются внешние покровы тела взрослой губки. Такое свойство губок менять местами зародышевые листки у эмбриона и получило название «извращение зародышевых пластов».

Конечно, сходство между личинкой губки амфибластулой и бластоцистой современного человека весьма условное, но надо иметь в виду, что со времени древнего человека немало воды утекло и губки немало изменились со временем. Очень может быть, что общее недоразвитие губок сказалось и на их метаморфозе. Когда столь ранняя стадия эмбрионального развития более совершенных существ становится жизненной формой, то она может претерпеть значительные изменения.

Мы можем предполагать, что губка – пересаженная во внешнюю среду бластоциста. Она, вопреки ожиданиям, не погибла, а приспособилась и научилась давать жизнеспособное потомство, которое также похоже на бластоцисту. По этой версии развитие губки не идет дальше бластоцисты, а лишь уклоняется от магистрального развития других зародышей. Таким образом, размножение происходит на уровне очень раннего зародыша. Имеет место неотения – ранее половое созревание, которое сопровождается полным выпадением взрослых жизненных форм.

Среди губок встречаются как гермафродитные, так и раздельнополые особи. В последнем случае внешнего различия между мужским и женским организмом не наблюдается. Зрелые сперматозоиды выходят с током воды из пор губки наружу и попадают в жгутиковые камеры других губок, в которых уже содержатся зрелые яйца. Здесь сперматозоиды захватываются амебообразными клетками и транспортируются к яйцам. После этого происходит слияние сперматозоида и яйца. Оплодотворенное яйцо находится внутри материнского организма. У некоторых родов четырехлучевых губок оплодотворенные яйца выходят в свободное плавание. Личинка губки имеет овальную или округлую форму величиной 1 мм. Поверхность ее покрыта жгутиками, двигая ими, личинка энергично плавает в толще воды. Во время плавания внутри личинки делятся клетки; образуются крупные и мелкие. Таким образом, формируется двухслойная личинка, называемая паренхимулой. После нескольких дней свободного плавания личинка опускается на дно и прикрепляется к субстрату. Если повезет, со временем из нее вырастет взрослая губка.

В свое время еще сторонник эволюции И. И. Мечников обратил внимание на различия между паренхимулой – еще одной личинкой губок и примитивных кишечнополостных – и бластулой сложных форм. Ученый предположил, что впячивание одного полюса однослойного зародыша, бластулы, имеет вторичную природу. Первоначально обитал организм, имеющий округлую форму. Клетки поверхностного слоя захватывали пищу и погружались внутрь, чтобы спокойно переварить добытое. Пища распределялась между всеми членами колонии. Это гипотетическая фаза эволюции многоклеточных была названа Мечниковым фагоцителлой. Строение фагоцителлы соответствует строению личинки губок и кишечнополостных, паренхимуле. Иными словами, по мысли ученого, паренхимула губок является дожившим до нашего дня многоклеточным организмом – предком всех более сложно устроенных организмов. Мечников назвал именно губок и медуз флагманом эволюции. Впоследствии ученые эволюционисты отняли у губок почетное звание быть первыми и передали его плоским червям.

Конечно, надо понимать, что современные губки далеки от идеального зародышевого состояния. Они вовсе не так безобидны как кажутся. Большинство из них имеет неприятный и резкий запах. Еще Э. Геккель наблюдал, что микроорганизмы, приблизившиеся к губкам на опасное расстояние, погибают и после этого вовлекаются током воды в известковые поры губок. Впоследствии было выявлено, что многие губки вырабатывают сильный яд, который не разрушается даже в кипящей воде более 1 минуты. Таким образом, научились защищаться те, кто предельно упростил свою телесную организацию. Для человека яд губок не смертелен. Большинство губок совершенно безвредно для человека; и это радует. Но нередки случаи, когда даже мертвые губки служат источником больших неприятностей, вызывая покраснение и зуд кожи. Скелет губок состоит из мельчайших иголочек, которые соприкасаясь с кожей, вызывают механическое раздражение и зуд. Минеральный скелет губок, состоящий из множества игл, и при жизни играет существенную охранительную роль. Именно поэтому желающих полакомиться губками немного. Благодаря этому скелету палеонтологи обнаруживают остовы губок в древних отложениях.

Губки появились в начале кембрия. Среди эволюционистов бытует версия, согласно которой губки имеют независимое происхождение. Они не похожи на все другие многоклеточные организмы. Происходят они от одноклеточных, сбившихся в колонии, и промышлявших захватом пищевых частиц. Между тем, можно предполагать, что губки – предельно упростившиеся организмы и их «особость» измеряется только степенью деградации. Трудно предполагать, что губок кто-то выводил специально. Вероятно, они являются побочным продуктом инволюции. Свойство, характерное для губок, – свободная смена функций у клеток, входящих в их состав. Они без особого труда могут превратиться то в эпителий, то во внутренние питающие клетки. Нельзя исключать, что способность к смене функций они унаследовали от очень раннего эмбриона человека. Как известно, каждая клетка очень раннего зародыша человека – морулы – при благоприятном стечении обстоятельств может дать жизнь целому и независимому организму. Это доказывает, что клетки морулы относительно автономны. Однако, скорее всего способность к смене функций клетки губок приобрели в результате инволюции. И это был необходимый шаг, чтобы выжить, находясь в таком примитивном состоянии.

Вероятно, именно этим можно объяснить распространенное среди губок, наряду с половым, и бесполое размножение. У губок наблюдается почкование и отделение от материнского организма разных по величине участков, которые затем развиваются во взрослое животное. Иногда у губок наблюдается распад тела, и затем воссоздание новых организмов на базе небольших сохранившихся скоплений клеток. Все эти свойства губок также находят свои параллели в особенностях развития раннего зародыша человека.

Губки весьма мало изменились за сотни миллионов лет. Некоторые роды и даже виды губок, которые обнаруживают в меловых отложениях, дожили до нашего времени. Изменения «эволюционного» характера прошли мимо них. Губки даже не заметили «эволюцию» приматов и человека. Между тем, то обстоятельство, что губки не имеют настоящих тканей и органов и неспособны к сократительным движениям как актинии, указывает на то, что их зародышевый потенциал практически полностью исчерпан. Губки приспособились ничего не делать и, судя по всему, об этом нисколько не жалеют.